推力波动减少为一个矢量控制的永磁直线同步电动机IMC控制器

拉梅什Babu.Deva¹,Arundhati.B²,爱丽丝mary.K³

PG学生,电气和电子产品、产业内,威扎吉,一个。P、印度
副教授,电气和电子产品、产业内,威扎吉,一个。P、印度
威扎吉,教授和校长,产业。P、印度

文摘

永磁交流同步直线电机的显著缺点是推力波动,这主要是由造成的制动力量互动的永久磁铁和电枢绕组铁芯没有输入电流。这是发的位置相对于定子的功能。这将恶化高精度的传动系统应用程序的性能。本文专注于降低推力波动。推力波动最小化,实现高精度控制,推力波动的组件被提取,然后补偿π和IMC(内部模型控制)控制器。

关键字

永磁直线同步电机,磁场定向控制、波纹补偿,曲线拟合,IMC控制器。

介绍

永磁直线同步电机驱动)越来越多的应用于工厂自动化领域,如在定位和机器人应用程序和翻译系统包括水平、倾斜和垂直翻译。在长冲程运输段永磁交流同步直线电机主要是注意到为了节省材料成本,生产时间,方便维护和调整,增加损失和错误[10]。PMLSMs的主要优点包括气隙的力密度高、快速动态响应、低热量损失,结构简单。永磁交流同步直线电机,提供了一个重要的缺点由于制动力量。制动力量使得电机的推力波动产生振动和噪音和恶化的速度控制在低速度的控制特点以及位置控制。推力波动的影响尤其不可取的一些要求运动控制和机床应用[3]。他们导致速度振荡,导致性能恶化。推力波动变化定期在其运动的推动者进步。

棘爪力是由推力方向的吸引力之间的电枢铁芯和永久磁铁。永磁交流同步直线电机中,有两个潜在原因的制动力量,造成开槽和有限长度的铁质核心的电枢,名叫最后组件和插槽组件分别独立的主绕组电流。一般来说,机器的最终组件大于槽组件(5、6)。

节中,我给出了介绍永磁直线同步电动机制动力量。第二部分是永磁直线同步电动机的建模包括制动力量。第三部分是用来描述对永磁直线同步电动机的制动力量和派生的磁阻力方程曲线拟合技术。第四部分设计PI控制器和IMC控制器补偿干扰从永磁直线同步电动机推力波动。第五部分仿真结果。第六部分没有永磁直线同步电动机的制动力量5 m / s和负载推力10 n模拟图。第七节与永磁直线同步电动机的制动力量5 m / s和负载推力10 n模拟图。

永磁交流同步直线电机的建模

PMLSMs可分为短主要类型(长点两极)和短二级类型(短点两极)根据其结构特点。图2.1显示了一个简短的的基本结构永磁交流同步直线电机的主要类型。有交替的n极和Spole永久磁铁固定在定子永磁交流同步直线电机(二级),和发(初级)由电枢绕组[1]。发将电缆,所供电电流控制脉宽调制(PWM)电压源逆变器永磁交流同步直线电机(VSI)。

永磁交流同步直线电机的数学模型基本上是一样的点旋转马达。模型方程推导基于以下假设。

磁路不饱和

没有阻尼绕组电机

c)核心损失是被忽视的

d)反电动势是正弦

e)磁铁表面安装有一个恒定的气隙。

在发参考系的dq永磁交流同步直线电机电压方程给出[7],

p是极距,r v是速度的线性同步速度。

磁场定向控制(FOC)方法,它采用一个力补偿器和在线观测器补偿制动力量为了获得一个稳定的输出推力永磁交流同步直线电机的驱动系统。d-axis当前id是零FOC方法和d和q-axis永磁交流同步直线电机表面安装的不一样。因此,电动推力给出如下:

米在哪里发的总质量;B,阻尼系数;虚拟现实,发机械速度;Fd,棘爪力和l F,是外部负载推力。

制动力量

棘爪力可以分为两个部分:一个是开槽铁芯槽效应引起的,另一种是造成的端效应有限长度。制动力量必须周期性函数,其中包含两个不同的波长:一个是引起的极距年底效应,,另一个是引起的槽距槽的效果。制动力量可以衡量在一个恒定的速度移动马达和记录的当前输出驱动放大器和时间。知道速度和电动机的力常数,可以策划力与位置。图3.1显示了模拟使用制动力和位置值。这个情节是创建使用帕克三部曲R7-1直线电机[5]。这个电机极距的40毫米导致周期性的波形显示。

从曲线拟合技术阻力方程

这是补偿函数,以抵消推力涟漪。和获得的图见图3.2。Fig3.3放大图3.2图中

控制器的设计

4.1设计的IMC控制器(内部模型控制)

内模控制(IMC)哲学依赖于内部模型原理,即控制可以实现显式或隐式的方式只有在控制系统封装,一些表示过程的控制。特别是,如果控制方案已经开发了基于精确模型的过程,然后完美的控制在理论上是可能的。

开环控制策略如下所示

Gc (s)控制策略,用于控制过程,Gp (s)。假设()~ Gp s是一个Gp (s)的模式。通过设置Gc (s)过程的逆模型,

然后很明显,输出总是等于设置点。注意,这个理想实现控制性能没有反馈。这告诉我们,如果我们有完整的知识流程(如封装在流程模型)被控制,我们可以达到完美的控制。它还告诉我们,反馈控制是必要的,只有当知识的过程是不准确的或不完整的。

仿真结果

摘要IMC控制器传递函数是速度

PI电流控制器增益值:

目前的控制器,

5额定速度(米/秒)和负载推力¯害怕一个½¯害怕一个½¯害怕害怕一个½¯½= 10命令响应

在这种情况下,汽车被带进额定速度5 (m / s)和负载推力10 (N)。我们观察到的速度、力量和当前的分别。

与棘爪力额定速度5 (M / S)和负载推力Fl = 10命令响应

在这种情况下,永磁直线同步电动机制动力量被包含到额定速度5 (m / s)和负载推力10 (N)。我们观察到的速度、力量和当前的分别。

结论

介绍了一个简单的方法来减少永磁直线同步电机的推力波动驱动),首次提取推力涟漪从实际线性机(帕克三部曲R7-1直线电机)和创建棘爪力方程,利用曲线拟合技术,然后补偿制动力量通过IMC和PI控制器。从观察到的输出我们可以得出这样的结论:尽管制动力量都包含在机器,IMC和PI控制器正在完美地通过调整输出的推力涟漪以这样一个方式实现正确。

承认

这项工作是支持的所有印度技术教育委员会(AICTE),新德里在研究推广计划;文件没有8023 /取消/ rp - 78/2010 - 2011

引用

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